- Struktur
- Eigenschaften
- Funktionen bei der Signalisierung
- Typen
- Phospholipase A.
- Phospholipase B.
- Phospholipasen C und D.
- Phospholipasen L oder glatte Phospholipasen
- Verweise
Die Phospholipasen sind Enzyme, die die Hydrolyse von Phospholipiden katalysieren. Dies sind die am häufigsten vorkommenden und wichtigsten Lipide in den Membranen aller zellulären Organismen und haben sowohl strukturelle als auch metabolische und Signalfunktionen. Phospholipide sind chemische Moleküle amphipathischer Natur, dh sie haben ein hydrophiles polares Ende und ein hydrophobes unpolares Ende.
Das polare Ende wird durch die Moleküle gebildet, die mit der Phosphatgruppe eines Moleküls Diacylglycerin-3-phosphat assoziiert sind. Das unpolare Ende besteht aus den beiden aliphatischen Ketten, die durch die Kohlenstoffe an den Positionen C-1 und C-2 zum Glycerinmolekül verestert sind.
Darstellung der Struktur von Phospholipase A (Quelle: Cookie, via Wikimedia Commons)
Phospholipasen wirken durch Hydrolyse einer der vier Esterbindungen, die aliphatische Ketten verbinden, der Phosphatgruppe oder der "Kopf" -Gruppen, die jede Art von Phospholipid identifizieren.
Die Produkte seiner enzymatischen Wirkung entsprechen Lysophospholipiden, Diacylglycerinen oder Phosphatidsäuren, die im Allgemeinen auch Substrate für andere Phospholipase- oder Lipaseenzyme sein können.
Sie existieren in den meisten Zellen als sekretierte Proteine, Transmembranproteine oder als intrazelluläre Enzyme mit vielfältigen Funktionen, unter denen ihre Beteiligung an Signalkaskaden auffällt.
Struktur
Einige Phospholipasen wie Phospholipasen A gehören mit Gewichten zwischen 13 und 15 kDa zu den kleinsten beschriebenen Enzymen, während andere wie Phospholipasen C und D 100 kDa überschreiten.
Abhängig von der Art der betrachteten Phospholipase können dies lösliche Proteine oder integrale Membranproteine sein, was die Eigenschaften ihrer Aminosäuresequenzen und ihre strukturellen Anordnungen stark beeinflusst.
Einige dieser Enzyme haben spezifische Stellen in ihrer Struktur für die Bindung zweiwertiger Kationen wie Calcium, die eine wichtige Rolle bei ihrer katalytischen Aktivität zu spielen scheinen.
Viele dieser Enzyme werden als Zymogene (inaktive Vorläufer) synthetisiert, deren Aktivierung die proteolytische Wirkung anderer Enzyme erfordert. Seine Aktivität wird durch viele zelluläre Faktoren reguliert.
Eigenschaften
Die wichtigste Funktion von Phospholipaseenzymen ist der Abbau von Membranphospholipiden, entweder für rein strukturelle, metabolische oder intrazelluläre Kommunikationszwecke.
Zusätzlich zu diesen Abbaufunktionen können diese Enzyme wichtige Wirkungen bei bestimmten Biosyntheseprozessen haben, da sie "Umbau" -Aufgaben ausführen, wenn sie in Synergie mit anderen Acyltransferase-Proteinen wirken, um das Fettsäuregerüst der verschiedenen Phospholipide zu verändern.
Zu den beschriebenen Phospholipase-abhängigen Biosyntheseprozessen gehören die Produktion von Arachidonsäure und die Biosynthese von Prostaglandinen, Prostacyclinen, Thromboxanen und anderen.
Funktionen bei der Signalisierung
Phospholipase C ist an der Hydrolyse von Phosphatidylinositolen beteiligt und setzt daraus abgeleitete Moleküle frei, die wichtige Funktionen als Second Messenger in zahlreichen intrazellulären Kommunikations- und Signalprozessen haben.
Typen
Es gibt zwei Hauptsätze von Phospholipasen: Acylhydrolasen und Phosphodiesterasen. Die Klassifizierung innerhalb jedes Satzes basiert auf der Position des hydrolytischen Schnitts, den sie an den verschiedenen Esterbindungen ausführen, die die „Stücke“ der Phospholipide vereinen, auf die sie einwirken.
Sie sind nicht streng spezifisch in Bezug auf die Art des Phospholipids (entsprechend der Identität der polaren Gruppe oder ihrer Kohlenwasserstoffketten), sondern in Bezug auf die Position der Bindungen im Grundgerüst von Glycerin-3-phosphat oder 1,2-Diacylglycerin-3- Phosphat.
Die Phospholipasen A und B gehören zur Gruppe der Acylhydrolasen, während die Phospholipasen C und D zu den Phosphodiesterasen gehören.
Phospholipase A.
Diese Gruppe von Phospholipasen ist für die Hydrolyse der Acylester verantwortlich, die an den C-1- und C-2-Positionen des Diacylglycerinmoleküls an die Kohlenstoffe gebunden sind.
Phospholipasen A1 sind als solche bekannt, die die Esterbindungen zwischen der aliphatischen Kette und Kohlenstoff 1 und A2 hydrolysieren und die Esterbindungen zwischen der aliphatischen Kette und Kohlenstoff 2 von Glycerin hydrolysieren.
Phospholipasen A1 sind im Allgemeinen intrazelluläre Proteine, groß und im Allgemeinen mit der Plasmamembran assoziiert. Phospholipasen A2 hingegen sind stabile extrazelluläre Proteine von sehr geringer Größe und wasserlöslich.
Die ersten beschriebenen Phospholipasen waren solche vom Typ A2, die aus Pankreassäften von Säugetieren und dem Gift von Kobra-Schlangen erhalten wurden.
Phospholipase B.
Die zu dieser Gruppe gehörenden Enzyme können die Esterbindungen zwischen einer der beiden Fettsäureketten eines Phospholipids (an den C-1- und C-2-Positionen) hydrolysieren und auch auf Lysophospholipide wirken.
Sie wurden in vielen Arten von Mikroben, Protozoen und Säugetierzellen gefunden und sind Teil der Virulenzfaktoren vieler pathogener Pilze.
Phospholipasen C und D.
Die zu dieser Gruppe gehörenden Enzyme sind für die Hydrolyse der Phosphodiesterbindungen zwischen dem Glycerinmolekül und der Phosphatgruppe (Phospholipase C) unter Bildung von 1,2-Diacylglycerinen sowie zwischen der Phosphatgruppe und der daran gebundenen polaren Gruppe (Phospholipase D) verantwortlich ), Phosphatidsäuren produzierend.
Phospholipase C wurde zuerst aus dem Kulturmedium vieler Arten von Bakterien gereinigt, kommt jedoch in einer Vielzahl von Säugetierzellen vor.
Die meisten dieser Enzyme wirken bevorzugt auf Phosphatidylcholin, zeigen jedoch Aktivität gegen andere Phospholipide wie Phosphatidylinositol.
Phospholipase D wurde in Pflanzengeweben wie Kohl, Baumwolle und Maissamen usw. umfassend untersucht. Es wurde jedoch auch bei Säugetieren und einigen Mikroorganismen nachgewiesen. Es handelt sich um große Enzyme mit einem Molekulargewicht von normalerweise mehr als 100 kDa.
Phospholipasen L oder glatte Phospholipasen
Dies sind die Enzyme, die für die Hydrolyse von Fettsäuren verantwortlich sind, die an Lysophospholipide gebunden sind (Phospholipide, auf die beispielsweise eine Phospholipase A eingewirkt hat und an die eine einzelne Fettsäurekette gebunden ist).
Sie sind als Phospholipasen L1 und Phospholipasen L2 bekannt, abhängig vom Kohlenstoffatom des Glycerinmoleküls, auf das sie wirken.
Diese Enzyme wurden aus vielen Mikroorganismen, dem Gift einiger Insekten, eosinophilen Zellen und vielen verschiedenen Säugetiergeweben gereinigt.
Verweise
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